网络监测实验报告

南京邮电大学

课程设计II 报告

（ 2014 / 2015 学年 第 一 学期）

题目：

专 业 信息安全 学 生 姓 名 赢猛 班 级 学 号 Q11010330 指 导 教 师 孙国梓 指 导 单 位 计算机学院信息安全系 日 期 2015年1月7日

-

-

网络服务监测系统

一、 课题内容和要求

针对局域网内的网络服务，远程监控指定网络服务(Web/FTP/SMTP 等) 的服务器，当相应网络服务或服务器停止时，能够迅速发现并实现邮件或短信报警。需要实现基本配置，能够对相关的过程进行记录和统计管理，方便查询。 系统运行和开发环境： 1) Windows 操作系统下的 Windows 网络编程(VC6 或更高版本、 JAVA、 Python) 2) 应用多线程技术和数据库基本操作

二、需求分析

--３--

总体框架图：

本课题内容可分为两个大模块：

1．数据库操作模块：

1） 将监测的记录写入数据库中，并返回操作代码

2） 根据条件，对数据库中的数据进行条件查询，并输出查询到的记录 3） 根据条件，对数据库中的数据进行条件删除，并返回操作代码

2．服务器服务监测模块：

1） 根据网址或ip 地址对服务器服务开启情况进行监测，如果服务关闭，则进

一 步判断服务器有没有关机

2） 如果服务关闭或服务器关机，则发送邮件至指定的邮箱报警

三、概要设计

主要用到数据库、网络编程和MFC 编程三种技术编程内容；

1. 数据库：（1）向数据库中插入记录，构造数据库命令”insert into info

values

(‘url’,’type’,’time’,’status’)”;,

使

用

sqlite3_exec()执行命令

（2）按条件从数据库中读取记录，构造数据库命令”select

*from intl where URL = ‘url’”;,使用sqlite3_exec()执行命令，数据库返回记录放在缓冲区中，送至用户界面显示

--４--

（3）按条件删除数据库中记录，构造数据库命令”delete from

info where URL = ‘url’”;, 使用sqlite3_exec()执行命令，

2. 网络编程：（1）使用socket connect连接，

（2）使用ping 方式探测主机，

（3）MFC 编程，对界面进行编写，设置相应的全局变量，用

于存放数据

在程序中使用的数据均存储在变量中，最终写入数据库，数据库的存储形式为： 网址 服务 监测时间 服务运行状态

四、详细设计

1. 数据库操作： （1）打开数据库：

--５--

sqlite3* OpenSQL()

//打开一个固定的存储服务器消息的sqlite3数据库 {

int result = -1; sqlite3 *db = NULL;

}

result = sqlite3_open("info.db",&db);//使用数据库包含的方法打开数

//据库文件

return db;

（2）将记录写入数据库：

//写数据库

int WriteInfo(char* url, char* type, char* Status, sqlite3 *db)

//url是查询网址，type 是服务器类型，系统时间在函数内部获得，status //是服务器状态，PS. 需要获得sqlite3数据库实例 {

…

//调用库函数执行insert

result = sqlite3_exec(db, sql, NULL, NULL, &err);

}

…

//外部使用注意关闭数据库 return 0;

（3）对数据库按条件查询记录：

/数据库查询函数 char* Query(char* URL) {

//根据获得网址信息，打开数据库查询网址的服务器信息，并存到buffer

内作为返回值返回

--６--

db = OpenSQL();

//打开数据库 sqlite3_get_table执行查询语句获得一个N 维char 数

组存放查询结果

res = sqlite3_get_table(db, sql, &result, &nrow, &ncolumn, &err);

if(((nrow+1)*ncolumn)

>

(allnum

*

ncolumn))

start

=

…

(nrow+1)*ncolumn - (allnum * ncolumn);

for(i = start; i

//将查询结果写入缓存区内，一行一条结果 …

} }

char* QueryWithType(char* URL, char* type) {

//根据获得网址信息，打开数据库查询网址的服务器信息，并存到buffer 内作为返回值返回

//打开数据库 sqlite3_get_table执行查询语句获得一个N 维char 数…

db = OpenSQL(); ...

return buffer;

组存放查询结果

res = sqlite3_get_table(db, sql, &result, &nrow, &ncolumn, &err);

--７--

…

}

for(i = start; i

{

//将查询结果写入缓存区内，一行一条结果 …

} }

（4）按照条件删除数据库中对应记录：

int Delete(char *URL) {

db = OpenSQL();

//执行删除

res = sqlite3_exec(db, sql, NULL, NULL, &err); char sql[200] = "delete from info where URL = "; …

//构造删除语句 …

}

2. 探测服务模块： //探测函数

bool scan() { while(1) {

--８--

… return 0;

//result：0表示连接成功 //1表示连接失败

//2表示本地socket 创建失败（暂时不启用） WORD version = MAKEWORD(1,1); WSADATA data;

int result = WSAStartup(version, &data); if ( 0 != result ) { }

//参数设置 …

//设置socket SOCKET theSock;

theSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP); if (INVALID_SOCKET == theSock) { }

WSACleanup(); return false; return false;

if(ioctlsocket(theSock,FIONBIO, &ul)!=0)//设置connect 为非阻塞模式 { }

…

if(-1 == connect(theSock, (sockaddr*)&ServerAddress, sizeof(sockaddr))) {

tm.tv_sec = 1; //等待超时 1 s tm.tv_usec = 0; FD_ZERO(&set);

--９--

&len);

FD_SET(theSock, &set);

if(0 != select(theSock+1, NULL, &set, NULL, &tm)) {

getsockopt(theSock, SOL_SOCKET, SO_ERROR, (char*)&error,

}

if(error == 0)

result = 0;

else

result = 1;

} else

result = 1;

else

result=0;

if ( 0 == result ) { // AfxMessageBox("open"); }else{

// AfxMessageBox("close"); }

char* status; switch(result) { }

if(0 != result) {

Send(p, ServiceType, status);//连接失败，发送邮件

--１０--

result=ping(p);

…

}

} } sqlite3 *db; db = OpenSQL(); WriteInfo(p, ServiceType, status, db); //AfxMessageBox(status); Close(db); WSACleanup(); int to = _ttoi(timeout); Sleep(to*1000);

//ping探测服务器

int ping(char *p)

{

…

/* 设置选项, 接收和发送的超时时间 */

timeout = user_opt_g.timeout;

...

/* 发送请求并接收响应 */

icmp_make_data(icmp_data, data_size, seq_no++);

send_len = sendto(icmp_soc, icmp_data, data_size, 0,

(struct sockaddr*)&dest_addr, sizeof(dest_addr));

result = icmp_process_reply(icmp_soc);

free(icmp_data);

closesocket(icmp_soc);

WSACleanup();

3. 发送邮件函数：

//**************

//发送邮件函数

//************

void Send(char *url,char *type,char*stau)

{

char *EmailTo=(LPSTR)(LPCTSTR)MailAddress;//发给的邮箱

char EmailContents[1000];

char info[100];

sprintf(info,"Subject: %s\r\n\r\n","NOTICE!!!");

//AfxMessageBox(info);

sprintf(EmailContents,"From: \r\n" "To:

\r\n" "%s" "%s\n" "%s\n" "%s\n",EmailTo,info,url,type,stau);

}

、五、测试数据及其结果分析

1. 设计结果：

（1）监控开始：

SendMail(EmailTo,EmailContents);

图1 监控开始

（2）查询www.baidu.com 的Web 服务监控20条记录：

图2 查询www.baidu.com 的Web 服务监控20条记录

（3）查询www.baidu.com 的FTP 服务监控20条记录：

图3 查询www.baidu.com 的FTP 服务监控20条记录

（4）查询www.baidu.com 的SMTP 服务监控20条记录：

图4 查询www.baidu.com 的SMTP 服务监控20条记录

（5）查询所有数据：

图5 查询所有数据

（6）删除www.baidu.com 的监控记录：

图6 删除www.baidu.com 的监控记录

（7）清除所有监控记录：

图7 清除所有监控记录

（8）邮件警告：

图8 邮件警告

2. 性能分析。

（1）数据库读写删：能实时进行，能立即将监测记录存入数据库中，由于数据库更新操作，在存入后不能立即读出，需1s 左右时间才能读到用户界面

（2）服务监测模块：服务正常运行时，可以实时监测到并写入数据库；当服务关闭或服务器关闭，因为需要对网络超时进行设定，所以需要1~2s的延迟，然后发送邮件警告，并写入数据库

（3）用户界面：可以实时对用户输入和点击进行反应，

六、调试过程中的问题

1. 数据库模块：

当将数据库中的数据直接通过缓存在用户界面显示时，如果数据库记录较多，会造成内存溢出，程序中断，

解决方案：将数据库读出的数据取最后更新的记录用来发送给缓存，

2. 服务探测模块：

（1）使用connect 阻塞模式连接时，当服务关闭，因为等待返回信息，程序需要等待75s 后才能进行超时处理，严重影响实时效果

解决方案：将connect 设置为非阻塞模式，并将超时时间设置，使程序能较为及时响应处理

（2）探测模块需要在后台一直运行

解决方案：开启另外一个线程用于探测模块

（3）connect 连接方式只能判断服务开启与关闭，不能判断服务关闭时服务器是否关机

解决方案：使用ping 服务器方式监测服务器是否关闭

算法改进：（1）能在打开监控线程之后，关闭监控线程

（2）可以对多个服务器进行同时探测 （3. ）可以对同一服务器的不同服务进行探测 （4）对于记录的处理提供更多的处理接口

七、课程设计总结

在本次课程设计过程中，对于网络编程有了更好的使用，同时通过对ping 的学习使用，网络编程的能力有了更好的提高；通过数据库和MFC 界面的编程，对数据库的使用和MFC 界面编程有了很好的学习和初步的使用能力；

在本次设计中，因为知识储备的限制，在刚开始时只能对监测情况作初步处理，不能较好地区分出各种情况，经过进一步的学习，才能对不同情况进行单独处理；

同时，本次课程设计也是我们团队分工合作的成果；通过每个人的共同努力，将各自学习的成果共享，使每个人都得到了学习；通过互相讨论，检查问题，也很好的纠正了每个人的错误，也是让课程设计任务能很好完成的关键。

南京邮电大学

课程设计II 报告

（ 2014 / 2015 学年 第 一 学期）

题目：

专 业 信息安全 学 生 姓 名 赢猛 班 级 学 号 Q11010330 指 导 教 师 孙国梓 指 导 单 位 计算机学院信息安全系 日 期 2015年1月7日

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网络服务监测系统

一、 课题内容和要求

针对局域网内的网络服务，远程监控指定网络服务(Web/FTP/SMTP 等) 的服务器，当相应网络服务或服务器停止时，能够迅速发现并实现邮件或短信报警。需要实现基本配置，能够对相关的过程进行记录和统计管理，方便查询。 系统运行和开发环境： 1) Windows 操作系统下的 Windows 网络编程(VC6 或更高版本、 JAVA、 Python) 2) 应用多线程技术和数据库基本操作

二、需求分析

--３--

总体框架图：

本课题内容可分为两个大模块：

1．数据库操作模块：

1） 将监测的记录写入数据库中，并返回操作代码

2） 根据条件，对数据库中的数据进行条件查询，并输出查询到的记录 3） 根据条件，对数据库中的数据进行条件删除，并返回操作代码

2．服务器服务监测模块：

1） 根据网址或ip 地址对服务器服务开启情况进行监测，如果服务关闭，则进

一 步判断服务器有没有关机

2） 如果服务关闭或服务器关机，则发送邮件至指定的邮箱报警

三、概要设计

主要用到数据库、网络编程和MFC 编程三种技术编程内容；

1. 数据库：（1）向数据库中插入记录，构造数据库命令”insert into info

values

(‘url’,’type’,’time’,’status’)”;,

使

用

sqlite3_exec()执行命令

（2）按条件从数据库中读取记录，构造数据库命令”select

*from intl where URL = ‘url’”;,使用sqlite3_exec()执行命令，数据库返回记录放在缓冲区中，送至用户界面显示

--４--

（3）按条件删除数据库中记录，构造数据库命令”delete from

info where URL = ‘url’”;, 使用sqlite3_exec()执行命令，

2. 网络编程：（1）使用socket connect连接，

（2）使用ping 方式探测主机，

（3）MFC 编程，对界面进行编写，设置相应的全局变量，用

于存放数据

在程序中使用的数据均存储在变量中，最终写入数据库，数据库的存储形式为： 网址 服务 监测时间 服务运行状态

四、详细设计

1. 数据库操作： （1）打开数据库：

--５--

sqlite3* OpenSQL()

//打开一个固定的存储服务器消息的sqlite3数据库 {

int result = -1; sqlite3 *db = NULL;

}

result = sqlite3_open("info.db",&db);//使用数据库包含的方法打开数

//据库文件

return db;

（2）将记录写入数据库：

//写数据库

int WriteInfo(char* url, char* type, char* Status, sqlite3 *db)

//url是查询网址，type 是服务器类型，系统时间在函数内部获得，status //是服务器状态，PS. 需要获得sqlite3数据库实例 {

…

//调用库函数执行insert

result = sqlite3_exec(db, sql, NULL, NULL, &err);

}

…

//外部使用注意关闭数据库 return 0;

（3）对数据库按条件查询记录：

/数据库查询函数 char* Query(char* URL) {

//根据获得网址信息，打开数据库查询网址的服务器信息，并存到buffer

内作为返回值返回

--６--

db = OpenSQL();

//打开数据库 sqlite3_get_table执行查询语句获得一个N 维char 数

组存放查询结果

res = sqlite3_get_table(db, sql, &result, &nrow, &ncolumn, &err);

if(((nrow+1)*ncolumn)

>

(allnum

*

ncolumn))

start

=

…

(nrow+1)*ncolumn - (allnum * ncolumn);

for(i = start; i

//将查询结果写入缓存区内，一行一条结果 …

} }

char* QueryWithType(char* URL, char* type) {

//根据获得网址信息，打开数据库查询网址的服务器信息，并存到buffer 内作为返回值返回

//打开数据库 sqlite3_get_table执行查询语句获得一个N 维char 数…

db = OpenSQL(); ...

return buffer;

组存放查询结果

res = sqlite3_get_table(db, sql, &result, &nrow, &ncolumn, &err);

--７--

…

}

for(i = start; i

{

//将查询结果写入缓存区内，一行一条结果 …

} }

（4）按照条件删除数据库中对应记录：

int Delete(char *URL) {

db = OpenSQL();

//执行删除

res = sqlite3_exec(db, sql, NULL, NULL, &err); char sql[200] = "delete from info where URL = "; …

//构造删除语句 …

}

2. 探测服务模块： //探测函数

bool scan() { while(1) {

--８--

… return 0;

//result：0表示连接成功 //1表示连接失败

//2表示本地socket 创建失败（暂时不启用） WORD version = MAKEWORD(1,1); WSADATA data;

int result = WSAStartup(version, &data); if ( 0 != result ) { }

//参数设置 …

//设置socket SOCKET theSock;

theSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP); if (INVALID_SOCKET == theSock) { }

WSACleanup(); return false; return false;

if(ioctlsocket(theSock,FIONBIO, &ul)!=0)//设置connect 为非阻塞模式 { }

…

if(-1 == connect(theSock, (sockaddr*)&ServerAddress, sizeof(sockaddr))) {

tm.tv_sec = 1; //等待超时 1 s tm.tv_usec = 0; FD_ZERO(&set);

--９--

&len);

FD_SET(theSock, &set);

if(0 != select(theSock+1, NULL, &set, NULL, &tm)) {

getsockopt(theSock, SOL_SOCKET, SO_ERROR, (char*)&error,

}

if(error == 0)

result = 0;

else

result = 1;

} else

result = 1;

else

result=0;

if ( 0 == result ) { // AfxMessageBox("open"); }else{

// AfxMessageBox("close"); }

char* status; switch(result) { }

if(0 != result) {

Send(p, ServiceType, status);//连接失败，发送邮件

--１０--

result=ping(p);

…

}

} } sqlite3 *db; db = OpenSQL(); WriteInfo(p, ServiceType, status, db); //AfxMessageBox(status); Close(db); WSACleanup(); int to = _ttoi(timeout); Sleep(to*1000);

//ping探测服务器

int ping(char *p)

{

…

/* 设置选项, 接收和发送的超时时间 */

timeout = user_opt_g.timeout;

...

/* 发送请求并接收响应 */

icmp_make_data(icmp_data, data_size, seq_no++);

send_len = sendto(icmp_soc, icmp_data, data_size, 0,

(struct sockaddr*)&dest_addr, sizeof(dest_addr));

result = icmp_process_reply(icmp_soc);

free(icmp_data);

closesocket(icmp_soc);

WSACleanup();

3. 发送邮件函数：

//**************

//发送邮件函数

//************

void Send(char *url,char *type,char*stau)

{

char *EmailTo=(LPSTR)(LPCTSTR)MailAddress;//发给的邮箱

char EmailContents[1000];

char info[100];

sprintf(info,"Subject: %s\r\n\r\n","NOTICE!!!");

//AfxMessageBox(info);

sprintf(EmailContents,"From: \r\n" "To:

\r\n" "%s" "%s\n" "%s\n" "%s\n",EmailTo,info,url,type,stau);

}

、五、测试数据及其结果分析

1. 设计结果：

（1）监控开始：

SendMail(EmailTo,EmailContents);

图1 监控开始

（2）查询www.baidu.com 的Web 服务监控20条记录：

图2 查询www.baidu.com 的Web 服务监控20条记录

（3）查询www.baidu.com 的FTP 服务监控20条记录：

图3 查询www.baidu.com 的FTP 服务监控20条记录

（4）查询www.baidu.com 的SMTP 服务监控20条记录：

图4 查询www.baidu.com 的SMTP 服务监控20条记录

（5）查询所有数据：

图5 查询所有数据

（6）删除www.baidu.com 的监控记录：

图6 删除www.baidu.com 的监控记录

（7）清除所有监控记录：

图7 清除所有监控记录

（8）邮件警告：

图8 邮件警告

2. 性能分析。

（1）数据库读写删：能实时进行，能立即将监测记录存入数据库中，由于数据库更新操作，在存入后不能立即读出，需1s 左右时间才能读到用户界面

（2）服务监测模块：服务正常运行时，可以实时监测到并写入数据库；当服务关闭或服务器关闭，因为需要对网络超时进行设定，所以需要1~2s的延迟，然后发送邮件警告，并写入数据库

（3）用户界面：可以实时对用户输入和点击进行反应，

六、调试过程中的问题

1. 数据库模块：

当将数据库中的数据直接通过缓存在用户界面显示时，如果数据库记录较多，会造成内存溢出，程序中断，

解决方案：将数据库读出的数据取最后更新的记录用来发送给缓存，

2. 服务探测模块：

（1）使用connect 阻塞模式连接时，当服务关闭，因为等待返回信息，程序需要等待75s 后才能进行超时处理，严重影响实时效果

解决方案：将connect 设置为非阻塞模式，并将超时时间设置，使程序能较为及时响应处理

（2）探测模块需要在后台一直运行

解决方案：开启另外一个线程用于探测模块

（3）connect 连接方式只能判断服务开启与关闭，不能判断服务关闭时服务器是否关机

解决方案：使用ping 服务器方式监测服务器是否关闭

算法改进：（1）能在打开监控线程之后，关闭监控线程

（2）可以对多个服务器进行同时探测 （3. ）可以对同一服务器的不同服务进行探测 （4）对于记录的处理提供更多的处理接口

七、课程设计总结

在本次课程设计过程中，对于网络编程有了更好的使用，同时通过对ping 的学习使用，网络编程的能力有了更好的提高；通过数据库和MFC 界面的编程，对数据库的使用和MFC 界面编程有了很好的学习和初步的使用能力；

在本次设计中，因为知识储备的限制，在刚开始时只能对监测情况作初步处理，不能较好地区分出各种情况，经过进一步的学习，才能对不同情况进行单独处理；

同时，本次课程设计也是我们团队分工合作的成果；通过每个人的共同努力，将各自学习的成果共享，使每个人都得到了学习；通过互相讨论，检查问题，也很好的纠正了每个人的错误，也是让课程设计任务能很好完成的关键。


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